操纵器的制作方法

本发明涉及操纵器(manipulator)。

背景技术：

以往，人们已知用线对在柔性的插入部的前端配置的弯曲部或钳子等可动部进行驱动的方式的手术器具(例如参照专利文献1)。

专利文献1的手术器具包括对线赋予固定的初始张力的恒力弹簧，用于防止由于柔性的插入部弯曲而导致贯穿其内部的线的张力改变。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5542288号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

然而，在像专利文献1的手术器具那样用恒力弹簧对线赋予张力的情况下，存在即使插入部的形态改变也只能赋予固定的张力的问题。即，当插入部的形态改变而以更大的曲率弯曲时，线与包覆该线的鞘套之间的摩擦力增大，因此，如果不对线赋予更大的张力则无法使末端执行器动作，但是，在专利文献1的手术器具中，只用恒力弹簧赋予固定的张力，因此，存在末端执行器的动作发生延迟等问题。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种操纵器，该操纵器能够与长引导部件的形态相应地对张力传递部件赋予适当的张力，从而使弯曲部或钳子等可动部顺畅地动作。

用于解决技术问题的手段

为了实现上述目的，本发明提供以下的技术方案。

本发明的一个方式是一种操纵器，其包括：可动部；驱动部，该驱动部产生提供给该可动部的动力；细长的柔性的长引导部件，在该长引导部件的一端安装上述可动部，在该长引导部件的另一端安装上述驱动部；细长的张力传递部件，该张力传递部件贯穿该长引导部件的内部的腔，将上述驱动部的动力以张力的形式传递至上述可动部；张力调节机构，该张力调节机构对该张力传递部件的张力进行调节；和保持部，该保持部以可拆装的方式安装上述驱动部，该张力调节机构包括：张紧器，该张紧器在与上述张力传递部件的长度方向交叉的方向上可移动地设置，对上述张力传递部件进行牵引；和推压部件，该推压部件设置在上述保持部上，在上述驱动部已安装在上述保持部上的状态下使上述张紧器移动。

依照本方式，通过驱动部的作动而在驱动部产生的动力能够以张力的形式经由张力传递部件被传递至可动部，使可动部作动。当使长引导部件弯曲了时，该长引导部件内部的腔也发生弯曲，因此，张力传递部件在弯曲的腔内被引导并传递张力。

在该情况下，当长引导部件被大幅弯曲时，张力传递部件与腔之间的摩擦增大，如果不赋予大的张力，则难以将动力传递至可动部。

依照本方式，在驱动部已安装在保持部上的状态下，能够利用设置在保持部上的推压部件，使张紧器在与张力传递部件的长度方向交叉的方向上移动，由此，张力传递部件被张紧器牵引，从而能够使对张力传递部件赋予的张力增大。通过调节由推压部件引起的张紧器的移动量，能够与长引导部件的形态相应地对张力传递部件赋予适当的张力，从而使弯曲部或钳子等可动部顺畅地动作。

在上述方式中，也可以是：上述保持部包括电动机，上述驱动部包括动力转换部，该动力转换部在上述驱动部被安装在上述保持部上时与上述电动机连接，将上述电动机的旋转力转换为上述张力传递部件的张力。

通过采用这样的结构，在未将驱动部安装在保持部上的状态下，一边使长引导部件弯曲一边将长引导部件逐渐插入体腔内，在可动部已配置在患部附近的状态下，通过将驱动部安装在保持部上，保持部所具有的电动机能够与驱动部所具有的动力转换部连接。

通过电动机与动力转换部连接，当使电动机作动时，电动机的旋转力能够被动力转换部转换为对张力传递部件赋予的张力，该张力能够被张力传递部件传递至可动部，使可动部作动。通过将驱动部安装在保持部上而将电动机与驱动部连接的操作，能够对张力传递部件赋予适当的张力，从而使弯曲部或钳子等可动部顺畅地动作。

另外，在上述方式中，也可以是：上述张力调节机构包括牵引部件，该牵引部件与上述张紧器连接且在该张紧器的移动方向上可移动地被支承，使上述推压部件在与上述牵引部件的移动方向交叉的方向上移动，并且，上述推压部件和上述牵引部件中的至少一者具有将上述推压部件的移动转换为上述牵引部件的移动的倾斜面。

通过采用这样的结构，只需构成为使保持部所具有的电动机和动力转换部连接时的连接方向与推压部件的移动方向一致，就能够通过使驱动部和保持部在一个方向上靠近而将驱动部安装在保持部上的操作，利用倾斜面将推压部件的移动转换为牵引部件的移动，利用与牵引部件连接的张紧器使对张力传递部件赋予的张力增大。即，能够通过简单的操作对张力传递部件赋予适当的张力，从而使弯曲部或钳子等可动部顺畅地动作。

另外，在上述方式中，也可以是：在上述张紧器与上述牵引部件之间设置有弹性部件，该弹性部件始终在使上述张紧器靠近上述牵引部件的方向上施力。

通过采用这样的结构，即使在电动机与动力转换部未连接的状态下，张紧器也能够被设置在牵引部件与张紧器之间的弹性部件的作用力向牵引部件的方向牵引，因此，由张紧器对张力传递部件赋予了一定的张力，能够防止张力传递部件的松弛。在将驱动部安装在保持部上时，通过使牵引部件移动，能够使弹性部件的作用力增大，从而使对张力传递部件赋予的张力增大，能够对张力传递部件赋予适当的张力，从而使弯曲部或钳子等可动部顺畅地动作。

另外，在上述方式中，也可以是：上述张力调节机构包括检测由上述牵引部件对上述推压部件施加的推压力的传感器。

通过采用这样的结构，能够基于检测出的推压力，在对张力传递部件赋予的张力成为适当大小的位置限制由张力调节机构引起的张紧器的移动。

另外，在上述方式中，也可以是：上述张力调节机构包括对上述推压部件进行推压的轴，上述传感器是检测上述轴产生的上述推压力的压力传感器。

发明效果

采用本发明，能得到以下效果：能够与长引导部件的形态相应地对张力传递部件赋予适当的张力，从而使弯曲部或钳子等可动部顺畅地动作。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的操纵器的将一部分剖开的示意图。

图2是表示构成图1的操纵器的驱动部的操纵器侧驱动部与电动机单元分离的状态的纵截面图。

图3是表示图2的操纵器侧驱动部与电动机单元连结的状态的纵截面图。

图4是对图3的状态下的张紧轮的移动进行说明的操纵器侧驱动部的示意图。

图5是表示赋予比图2大的张力的情况下的操纵器侧驱动部与电动机单元分离的状态的纵截面图。

图6是表示图5的操纵器侧驱动部与电动机单元连结的状态的纵截面图。

图7是对图6的状态下的张紧轮的移动进行说明的操纵器侧驱动部的示意图。

图8是表示图1的操纵器的变形例中的操纵器侧驱动部的示意图。

图9是表示构成图8的操纵器的驱动部的操纵器侧驱动部与电动机单元分离的状态的纵截面图。

图10是表示图9的操纵器侧驱动部与电动机单元连结的状态的纵截面图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的一个实施方式的操纵器1进行说明。

本实施方式的操纵器1，如图1和图2所示，例如包括：细长的柔性的长引导部件2，该长引导部件2经由能够插入到患者体腔内的内窥镜(省略图示)的通道而能够被插入到患者体腔内；配置在该长引导部件2的前端的可动部3；驱动部4，该驱动部4配置在长引导部件2的根端，产生使可动部3作动的驱动力；线(张力传递部件)5，该线(张力传递部件)5将由该驱动部4产生的驱动力以张力的形式传递至可动部3；和对该线5的张力进行调节的张力调节机构6。

可动部3包括：作用于体内的患部的钳子等处置部7；和支承该处置部7的至少1个关节部8。在图示的例子中，为了使说明简单，示出了关节部8具有使处置部7绕与长引导部件2的长度方向轴正交的轴线摆动的一个摆动关节的情况。

长引导部件2是具有在长度方向上贯通的多个腔的细长的柔性的多腔管。

如图2所示，驱动部4包括：包括电动机9的电动机单元(保持部)10；和安装在长引导部件2的根端的操纵器侧驱动部11。电动机单元10与操纵器侧驱动部11彼此可拆装地设置。

操纵器侧驱动部11包括：固定在长引导部件2的根端的壳体12；可旋转地安装在该壳体12上，卷绕有线5的驱动轮(动力转换部)13；在与线5的长度方向正交的方向上对线5的中途位置进行牵引的张紧轮(张紧器)14；和牵引部件15，该牵引部件15以使该张紧轮14可旋转的方式支承该张紧轮14，并且在该张紧轮14对线5进行牵引的牵引方向上可移动地被壳体12支承。

图中，附图标记16是在张紧轮14的两侧使线5弯曲的惰轮，附图标记17是将驱动轮13可旋转地支承在壳体12上的轴承。各惰轮16设置成可绕固定在壳体12上的轴18旋转。

如图2所示，牵引部件15在一端支承张紧轮14，在另一端具有相对于张紧轮14的移动方向倾斜的倾斜面15a。

电动机单元10包括：以相对于操纵器侧驱动部11的壳体12可拆装的方式设置的壳体19；具有从该壳体19内向安装于操纵器侧驱动部11的安装方向突出的轴9a的电动机9；和输入张紧轮14的移动量的输入部21。在轴9a的前端，设置有用于将该轴9a与驱动轮13可拆装地连结的花键齿轮等连接部22。

输入部21包括：推压部件23，该推压部件23具有对牵引部件15的倾斜面15a进行推压的倾斜面23a；和直动机构20，该直动机构20使该推压部件23在与电动机9的轴9a平行的方向上移动。在图示的例子中，直动机构20包括：设置在壳体19上的螺纹孔24；与该螺纹孔24啮合的螺纹轴(轴)25；和设置在该螺纹轴25的一端的手轮26。

推压部件23可绕螺纹轴25的轴线s旋转地安装在螺纹轴25的另一端，即使通过旋转手轮26而使螺纹轴25绕其轴线s旋转，其旋转力也不会被传递至推压部件23，仅螺纹轴25的推进力能被传递至推压部件23。另外，在推压部件23上设置有抑制该推压部件23绕螺纹轴25的长度方向轴旋转的引导件(省略图示)。

当在操纵器侧驱动部11的壳体12上安装电动机单元10的壳体19时，推压部件23的倾斜面23a被配置在与牵引部件15的倾斜面15a相对的位置，通过由直动机构20的作动产生的推压部件23的移动，能够推压倾斜面15a，从而使张紧轮14移动，使对线5赋予的张力增大。

即，由张紧轮14、牵引部件15和输入部21构成了对线5的张力进行调节的张力调节机构6。

当操纵器侧驱动部11与电动机单元10连结在一起时，电动机单元10的电动机9的轴9a与操纵器侧驱动部11的驱动轮13通过花键齿轮等连接部22连结。由此，电动机9的旋转驱动力被转换为依赖于轮13、14中的任一个轮的旋转方向的线5的张力。利用通过线5传递的张力，可动部3能够在任一个方向被驱动。

下面对使用这样构成的本实施方式的操纵器1进行患者的体内的处置的情况进行说明。

如图2所示，在从操纵器侧驱动部11卸下电动机单元10的状态下，经由从患者体外插入到体腔内的内窥镜的插入部的通道，将本实施方式的操纵器1从前端的可动部3侧起逐渐插入，使可动部3从配置在体内的内窥镜的插入部的前端面的钳子通道的开口伸出。

在该情况下，体腔大多数情况下是弯弯曲曲的，内窥镜的插入部和设置在该插入部中的通道依照体腔的形状被弯曲地被插入到体腔内。因而，在经由这样的通道将操纵器1插入的情况下，操纵器1一边使长引导部件2与通道相应地弯曲一边逐渐被插入。因为重量大的电动机单元10被从操纵器侧驱动部11分离，所以能够使得插入操作容易。

在本实施方式的操纵器1中，当长引导部件2被弯曲时，在构成长引导部件2的多腔管中形成的腔也被弯曲，腔与配置在腔内的线5的摩擦增大。

因此，操作者如图2所示操作设置在电动机单元10上的输入部21的手轮26，将推压部件23推出与长引导部件2的弯曲的程度相应的推出量。

即，当使手轮26向一个方向旋转时，螺纹轴25相对于螺纹孔24旋转，使螺纹轴25前进与螺纹的导程相应的推出量，安装在螺纹轴25的前端的推压部件23被推出。

通过在该状态下使操纵器侧驱动部11的壳体12与电动机单元10的壳体19靠近，如图3所示，将壳体12、19彼此连结。

此时，从电动机单元10突出的电动机9的轴9a与操纵器侧驱动部11的驱动轮13连结，能够通过花键齿轮等连接部22传递旋转力。另一方面，在输入部21的推压部件23上设置的倾斜面23a与牵引部件15的倾斜面15a紧贴，对其进行推压。结果，推压部件23的倾斜面23a对牵引部件15的倾斜面15a进行推压，使牵引部件15移动，直至成为两个壳体12、19完全连结的状态。

即，如图3和图4所示，当使牵引部件15移动时，设置在牵引部件15的一端的张紧轮14也向相同方向移动。张紧轮14在与线5的长度方向交叉的方向上对线5的中途位置进行牵引，因此，对线5赋予的张力与张紧轮14的移动量相应地增大。由此，具有能够使张紧轮14移动与长引导部件2的弯曲程度相应的移动量从而适当地调节张力的优点。

另外，在想要使线5的张力大幅增大时，如图5所示，在将两个壳体12、19连结之前的状态下，通过手轮26的操作使推压部件23大幅突出，如图6所示的那样将两个壳体12、19相互连结，由此，如图6和图7所示的那样能够使牵引部件15大幅移动，从而使张紧轮14大幅移动。

在此，用于决定推压部件23的推出量的长引导部件2的弯曲程度，能够用以下方法确定。

即，长引导部件2的弯曲程度，可以利用设置在长引导部件2上的形状传感器直接检测，也可以由内窥镜插入形状测定装置从外部利用磁场等间接地检测。另外，能够根据要进行处置的患部的位置、或者可动部3上所装备的处置部7的种类来推定长引导部件2的弯曲形状，因此，也可以基于这些信息来决定推出量。

这样，采用本实施方式的操纵器1，能够将推压部件23推出来使张紧轮14移动，将电动机9与驱动轮13连结从而对线5赋予适当的张力，操作简单。

本实施方式的操纵器1具有以下优点：当使长引导部件2大幅弯曲时，通过预先使对线5赋予的张力增大，能够使由电动机9的驱动产生的可动部3的动作发生的时间延迟减少，能够进行顺畅的处置。

另外，在本实施方式中，作为输入部21例示了通过手轮26的手动操作将推压部件23推出的结构的输入部，但是本发明并不限定于此，也可以采用利用电动机9和滚珠丝杠等直动机构20使推压部件23移动的方式的输入部。

另外，在本实施方式中，在将两个壳体12、19连结之前，通过手轮26的操作预先将推压部件23推出，但是也可以改为在将两个壳体12、19连结之后，将推压部件23推出，来对线5的张力进行调节。

另外，在本实施方式中，在推压部件23上也设置倾斜面23a，使牵引部件15的倾斜面15a与推压部件23的倾斜面23a彼此紧贴，但是也可以是在牵引部件15和推压部件23中的任一个部件上设置有倾斜面。在该情况下，优选在牵引部件15和推压部件23中的没有形成倾斜面的另一个部件上设置有在倾斜面上滚动的滚轮。

另外，在本实施方式中，在将不具有电动机9的操纵器侧驱动部11安装在包括电动机9的电动机单元10上时能够对线5的张力进行调节，但是也可以改为操纵器侧驱动部11包括与驱动轮13连结的电动机9。在该情况下，可以采用为了使操纵器1整体移动而将操纵器侧驱动部11固定的滑动件、或者在术中将操纵器侧驱动部11固定的固定座等保持部。

另外，在本实施方式中，可以如图8所示的那样，在张紧轮14与牵引部件15之间配置拉伸弹簧(弹性部件)30，该拉伸弹簧(弹性部件)30始终在将张紧轮14拉向牵引部件15的方向上施力。通过采用这样的结构，通过拉伸弹簧30的作用力始终对线5赋予张力，因此，能够防止在将电动机单元10与操纵器侧驱动部11连结之前的状态下线5发生松弛。

在该情况下，优选如图9所示的那样，在夹着可旋转地安装有张紧轮14的托架(bracket)27的位置设置有轮固定机构28，该轮固定机构28设置在操纵器侧驱动部11的壳体12内表面和电动机单元10的壳体19外表面，如图10所示，在两个壳体12、19被连结的状态下，该轮固定机构28夹着托架27将张紧轮14固定。图中，附图标记29是与托架27紧贴而利用大的摩擦力保持托架27使得该托架27不移动的橡胶板等摩擦增大部件。

在对线5赋予适当的张力后，通过将张紧轮14固定，能够抑制线5的张力在可动部3的作动过程中改变。

另外，在本实施方式中，输入部21可以包括检测对螺纹轴25施加的推压力的压力传感器(传感器：省略图示)。优选压力传感器设置在比螺纹孔24靠推压部件23侧的位置。

由此，当在已将轴9a与驱动轮13连结的状态下，使电动机单元10的电动机9作动，并且将推压部件23逐渐推出时，由设置在螺纹轴25上的压力传感器检测出的推压力逐渐增加，因此，通过在达到规定的压力的时刻使张力调节机构6的作动停止，能够适当地调节线5的张力。

附图标记说明

1操纵器

2长引导部件

3可动部

4驱动部

5线(张力传递部件)

6张力调节机构

9电动机

10电动机单元(保持部)

13驱动轮(动力转换部)

14张紧轮(张紧器)

15牵引部件

15a倾斜面

23推压部件

23a倾斜面

25螺纹轴(轴)

30拉伸弹簧(弹性部件)